微生物法治理Cr（VI）污染的研究应用现状与展望

对传统方法与微生物法治理Cr（Ⅵ）污染进行了比较，总结了微生物法的优点；其次，介绍了目前为止已成功筛选出的对Cr（Ⅵ）有解毒作用的细菌、真菌及其在国内外的研究应用现状：最后，总结了微生物治理Cr（VI）污染的机理并指出此法存在的不足，展望了此法今后的发展方向。     

一株抗铬细菌的分离鉴定及生长条件研究

六价铬C(rⅥ)具有较强溶解性、迁移能力、生物相容性和热稳定性,可被人体吸收,且毒性很大。铬在工业中的广泛使用已造成严重的环境污染。从土壤中分离的抗铬细菌可以用于去除受污染环境中的六价铬。自重庆市秀山县某矿厂铬渣堆放场周围的土样中分离筛选出15株抗铬菌株,其中菌株C-10对C(rⅥ)有较高抗性和去除率,C(rⅥ)对菌株C-10的最低抑菌浓度为12 800 mg/L;在C(rⅥ)浓度为200 mg/L时,C-10对六价铬的去除率达到70.4%。对该菌株进行形态学观察、生理生化特征分析以及16S rDNA序列分析,菌株C-10被鉴定为一株纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)。研究pH和温度在铬环境下对抗铬菌株C-10生长的影响,发现在C(rⅥ)浓度为200mg/L时,C-10菌株在pH 8.0、温度30℃条件下生长状况最好。C-10菌株为微生物修复C(rⅥ)污染提供了可能的菌种资源。     

吸附法去除水中六价铬的研究进展

六价铬C(rⅥ)是工业废水排放中严格控制的污染物之一。文章介绍了吸附法处理水体中六价铬的研究应用,重点阐述了天然矿物质、农林废弃物、聚合物、树脂、微生物絮凝剂以及碳质吸附剂去除水中C(rⅥ)的研究进展、分析了各种吸附剂处理含铬废水的机理和相关的影响因素,并对用于含铬废水处理的吸附剂发展方向进行了展望。     

一种耐Cr(Ⅵ)微生物筛选新方法

六价铬(Cr(Ⅵ))是极具危害的环境污染物,利用微生物治理Cr(Ⅵ)污染是目前生物修复的热点之一,其中耐Cr(Ⅵ)微生物的筛选是关键。针对传统筛选方法培养基与Cr(Ⅵ)易相互作用的问题,文章提出先利用磷酸-Cr(Ⅵ)缓冲液浸泡筛选耐Cr(Ⅵ)微生物,然后在无Cr(Ⅵ)培养基上筛选的新方法(PCB法)。通过3种纯菌株进行筛选效果验证,并在尾矿土和草地土中与常规高温灭菌筛选(HS法)和过滤灭菌筛选法(FS法)进行筛选效果比较。纯菌株筛选结果表明,用含200 mg/L K2Cr2O7磷酸缓冲液(pH 7.4)浸泡微生物细胞2 h能有效筛选耐Cr(Ⅵ)菌株。土壤筛选实验表明,运用PCB法在尾矿土中获取菌落数为7.5×10~4CFU/g,与HS法相当,显著高于FS法;而在草地土中获取菌落数为1.8×10~4CFU/g,与FS法相当,显著低于HS法。HS法Cr(Ⅵ)在含200 mg/L K_2Cr_2O_7的牛肉膏蛋白胨培养基中回收率仅为53.8%,这是HS法获取菌落数高的原因。FS法筛选过程中微生物与Cr(Ⅵ)接触时间长,超过了微生物细胞生长对Cr(Ⅵ)的耐受极限,可能是FS法获得菌落数少的原因。总体而言,PCB法有效避免了上述缺陷,具有快速,准确,菌落生长好的特点。     

一株芽孢杆菌还原Cr(Ⅵ)的特性研究

从青海某化工厂水溶态C(rⅥ)含量为248.17 mg/kg的表层土壤中,利用平板划线法,分离纯化出一株菌株。形态学观察该菌株为杆状的革兰氏阳性菌,16S rDNA序列分析结果显示,为芽孢杆菌属。生长条件实验表明,该菌株能在pH值为7⁹,温度309,温度30⁵0℃条件下生长,是一株较为罕见的耐高温菌株。静态批实验表明,C(rⅥ)对该菌的生长有抑制作用,且抑制作用随着C(rⅥ)浓度的升高而增强;该菌株在48、72、168 h内,可将C(rⅥ)浓度为25、50、100 mg/L的溶液中99%以上的C(rⅥ)还原;还原过程呈现延滞期、对数期和稳定期3个阶段;在稳定期,培养基pH值上升速率随C(rⅥ)浓度的增大而降低,可能是由于细胞浓度不同、还原产物C(rⅢ)的水解作用导致。     

污染场地六价铬的还原和微生物稳定化研究

通过采集苏州某化工原址场地铬污染土壤,首先加入石硫合剂使大部分六价铬[Cr(Ⅵ)]还原,再加入营养液促进土著微生物大量生长,利用微生物还原稳定化土壤中的铬.培养60 d后,通过毒性浸出、土壤中剩余Cr(Ⅵ)测定等实验确定稳定化效果,结果表明,加入5%营养液培养后,土壤毒性浸出液中Cr(Ⅵ)浓度由原来的8.26 mg·L-1降低到0.26 mg·L-1,降低了96.8%,总铬浓度由原来14.66 mg·L-1降低到0.63 mg·L-1,降低了95.7%.另外,通过高锰酸钾氧化实验和灭菌实验确定稳定化的持久性,高锰酸钾氧化后,仅通过还原处理的土壤浸出液中Cr(Ⅵ)由8.26 mg·L-1增加到14.68 mg·L-1,而经稳定化后的土壤浸出液中Cr(Ⅵ)降低到2.68 mg·L-1.稳定化后的土壤样品经紫外灭菌,发现微生物消亡后,对稳定化效果没有显著影响.因此,初步证明了高浓度高毒性的Cr(Ⅵ)污染土壤经初步还原后再经微生物稳定化治理是可行的,为Cr(Ⅵ)污染场地治理提供了一种高效低成本的修复技术.     

固定化混合微生物对Cr(Ⅵ)的去除效应

为获得低成本高效率的固定化微生物处理Cr(Ⅵ)废水体系,从混合微生物种类和固定化技术等方面对Cr(Ⅵ)的微生物去除效应进行了试验研究.首先筛选出对Cr(Ⅵ)具有较高去除能力的混合菌株组合,然后采用海藻酸钠(SA)固定法进行混合菌株固定化,考察混合微生物和固定化混合微生物技术对Cr(Ⅵ)的去除效应.结果表明:HB(Bacillus subtilis var.)菌株对Cr(Ⅵ)有较好的去除能力,在40 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中其去除率可达98％左右,其次为Ua(Bacillus atrophaeus)菌株,最后为xJ-Ⅱ(Bacillus subtilis)菌株;混合菌株组合中,HB菌与XJ-Ⅱ菌组合和HB菌与Ua菌组合对Cr(Ⅵ)的去除效应较好,在60 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中其去除率可达92％;混合菌株经固定化处理后,HB菌与Ua菌组合对Cr(Ⅵ)的去除率仍很高,在40 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中其去除率可达到98％.可见,混合微生物能有效地提高固定化微生物技术对Cr(Ⅵ)的去除效应,且固定化混合微生物技术有望在铬污染废水中得到广泛应用.     

嗜根寡养单胞菌DSM 14405~T对高浓度Cr(Ⅵ)的抗性及其还原特性分析

为了寻找植物-微生物联合治理Cr(Ⅵ)污染的合适微生物,分析了一株植物根际促生菌——嗜根寡养单胞菌DSM 14405~T(Stenotrophomonas rhizophila DSM 14405~T)对不同浓度Cr(Ⅵ)的还原能力、Cr(Ⅵ)还原最适培养条件、对连续投加Cr(Ⅵ)的还原能力及高浓度Cr(Ⅵ)处理不同时间的转录组变化.结果表明,嗜根寡养单胞菌DSM 14405~T在24 h内对10、50、200和500 mg·L~(-1) Cr(Ⅵ)的还原率分别为100%、92.4%、26.2%和16.5%,且在30℃、pH=7.5、转速180 r·min~(-1)条件下培养能最经济、高效地还原Cr(Ⅵ).该菌能在64 h内完全还原2次所投加的50 mg·L~(-1)的Cr(Ⅵ),第3次投加后仅能还原55.2%左右.比较转录组学分析可得,200 mg·L~(-1)Cr(Ⅵ)作用下,嗜根寡养单胞菌DSM 14405~T细胞表现出显著的抗性.具体表现为:大幅度上调胞内消除有毒自由基的相关基因、DNA修复相关基因以防止DNA因自由基受损,同时下调细胞组分及蛋白代谢等与细胞抗性相关性低的通路.并且,随着Cr(Ⅵ)的还原和细胞对环境的适应,Cr(Ⅵ)抗性相关基因及通路的调节在长时暴露中明显少于短时暴露.本研究为Cr(Ⅵ)污染的原位植物-微生物联合治理提供了可选菌株和理论依据.     

六价铬细菌还原的分子机制研究进展

工业化进程中铬(Cr)的广泛使用造成了严重的环境污染,其中Cr(Ⅵ)由于具有致癌、致畸变作用以及极强的水相迁移性使其成为Cr污染的主要形式,而Cr(Ⅲ)在环境中易形成沉淀且毒性较小,因此将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)被认为是一种有效的Cr(Ⅵ)污染治理策略.Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)可以通过化学反应或微生物转化,其中细菌介导的Cr(Ⅵ)还原是一种极具潜力的铬污染修复方式,具有反应温和、能耗低且无二次污染等特点,因此其还原过程的分子机制受到了越来越多的关注.本文总结了已发现的Cr(Ⅵ)还原细菌种类以及在污染治理中的应用,并详细阐述了Cr(Ⅵ)还原的分子途径和具体的功能蛋白,逐级深入的展示了目前已研究的Cr(Ⅵ)细菌还原的分子机制,对目前该领域存在的科学问题及未来的发展方向进行了归纳和总结.     

化学改性对BA-3活菌体去除Cr(Ⅵ)的影响作用

通过对BA-3活菌体进行多种化学改性,比较了经化学改性后的BA-3菌体对C(rⅥ)的去除效率。结果表明,所试化学改性均会导致BA-3活菌体一定程度的质量减少;无机酸改性及有机溶剂改性均可较大程度提高菌体的C(rⅥ)去除效率,而无机酸改性、有机溶剂改性及盐改性则对菌体吸附Cr的效率有不同程度的提高作用。菌体表面上的[H+]及[OH-]的分布对于其吸附Cr及还原C(rⅥ)均有重要的影响作用,当溶液中的[H+]浓度增加时,会加快菌体还原Cr(Ⅵ)的速率,并促进菌体对Cr的吸附作用;当溶液中[OH-]增加时,C(rⅥ)的去除速率会相应降低,而菌体对Cr的吸附效果也有所降低。以盐改性时可提高菌体表面可交换阳离子的活性,并促进菌体表面与C(rⅢ)的离子交换,从而在Cr的吸附后期有利于菌体吸附溶液中的C(rⅢ)。此外,菌体的菌丝球结构及其比表面积也会影响其吸附Cr及还原C(rⅥ)的效率。有机溶剂改性可改善菌体的有效表面积,对菌体去除C(rⅥ)及吸附Cr都是有利的。     

平板式太阳能光催化净水器对集雨水中Cr（Ⅵ）还原

以解决西部干旱地区集雨水深度净化为目的,研制了一款平板式太阳能光催化集雨水净水器,以低温水热法在土工布上负载了TiO2光催化剂,以C(rⅥ)为模拟污染物,分别在室内不同条件下及在太阳光下进行了光催化还原实验。结果表明,以自来水(pH=7.2)配制的浓度为0.25 mg/L的C(rⅥ)、在流量为5 L/h、光强为1 mW/cm2的条件下,出水口C(rⅥ)的还原率可达到83.57%;而在夏季太阳光的照射下,C(rⅥ)的还原率可达到95.88%,完全达到集雨水中C(rⅥ)去除的要求。该净水器具有造价低廉、操作简单、节能环保的特点,适于西北干旱农村分户使用。     

某电镀厂地块重金属污染特征与健康风险空间分布评价

以苏州某电镀地块为研究对象,运用内梅罗指数法评估土壤样品中As、Cd、Pb、Cu、Ni、Zn、Hg、Cr(Ⅵ) 8种重金属的污染程度,明确了该电镀厂土壤受到Ni和Cr(Ⅵ)的污染。基于健康风险模型和克里金插值法研究土壤中Ni和Cr(Ⅵ)的三维空间健康风险分布。结果表明：四车间（挂镀镍、铬）Ni和Cr(Ⅵ)的致癌和非致癌风险水平均超过可接受阈值,Ni与Cr(Ⅵ)污染呈点源扩散,离四车间（污染区域）越远,其污染程度越低;从纵向来看,Ni与Cr(Ⅵ)都存在由表层向深层土壤迁移的行为。建议该地块在开发利用前对土壤进行修复治理。

     

铬(Ⅵ)土著还原菌筛选及初步鉴定实验研究

以重铬酸钾为供试物,用固体平板法和还原实验对铬(Ⅵ)土著还原菌进行筛选,用载片培养法、革兰氏染色法、鞭毛染色法、芽孢染色法对还原菌做初步的鉴定,共筛选出16株铬(Ⅵ)土著还原菌,并挑选出还原率相对较高的Z2(35.2%)、Z3(45.2%)、Z4(38.6%)、X8(30.4%)、X10(29.4%)作为铬(Ⅵ)的优势还原菌株。经初步鉴定,土著真菌Z2为黑曲霉(Aspergillusniger),Z3、Z4为镰刀菌属(Fusariumsp.),土著细菌X8、X10为芽孢杆菌(Bacillussp.)。实验的方法和成果将为铬(Ⅵ)污染土壤微生物治理技术的推广应用提供技术支持。     

铬(Ⅵ)土著还原菌筛选及初步鉴定实验研究

以重铬酸钾为供试物,用固体平板法和还原实验对铬(Ⅵ)土著还原菌进行筛选,用载片培养法、革兰氏染色法、鞭毛染色法、芽孢染色法对还原菌做初步的鉴定,共筛选出16株铬(Ⅵ)土著还原菌,并挑选出还原率相对较高的Z2(35.2%)、Z3(45.2%)、Z4(38.6%)、X8(30.4%)、X10(29.4%)作为铬(Ⅵ)的优势还原菌株。经初步鉴定,土著真菌Z2为黑曲霉(Aspergillusniger),Z3、Z4为镰刀菌属(Fusariumsp.),土著细菌X8、X10为芽孢杆菌(Bacillussp.)。实验的方法和成果将为铬(Ⅵ)污染土壤微生物治理技术的推广应用提供技术支持。     

细菌还原U(Ⅵ)分子生物学机理的研究进展

铀(U)污染对生态环境和人类健康的潜在危害受到越来越多的关注.U(Ⅵ)还原细菌可将U(Ⅵ)还原至U(Ⅳ),从而降低铀在水中的溶解性和移动性,达到污染修复的目的.目前发现的U(Ⅵ)还原细菌主要包括但不限于铁还原菌和硫酸盐还原菌.本文综述了细菌还原U(Ⅵ)的分子生物学机理,重点阐述了U(Ⅵ)还原细菌的胞外电子转移方式,包括希瓦氏菌的金属还原方式、土杆菌的孔蛋白介导方式和微生物纳米线方式.竞争性电子受体和共存离子对细菌还原U(Ⅵ)有重要影响.目前细菌还原U(Ⅵ)过程中胞外电子转移的机理仍需更多实证,土杆菌利用微生物纳米线和细胞色素协作调控电子转移的机制尚不明确.今后可将研究聚焦于细菌还原U(Ⅵ)机理的验证和完善,并开发和优化基于微生物还原的铀污染修复技术,进而提高铀污染生物修复效率和稳定性.     

微生物脱臭研究应用进展

随着恶臭气体污染成为环境污染的重大问题,对恶臭气体的控制和治理逐渐兴起。文章论述了用微生物法治理恶臭气体污染的基本原理,国内外研究现状以及主要工艺的类型和特点。讨论微生物法的主要影响因素,总结其存在的问题,并对发展趋势做了介绍。     

一株类节杆菌协同还原六价铬和降解阿特拉津的研究

六价铬(Cr(Ⅵ))和阿特拉津复合污染在环境中普遍存在,给生态安全和人类健康带来严重危害.为了实现对Cr(Ⅵ)和阿特拉津复合污染的协同修复,本研究在复合污染场地筛选出一株同时具有阿特拉津降解能力和Cr(Ⅵ)还原能力的类节杆菌Paenarthrobacter sp. AT.在单一污染条件下,菌株AT可以在24 h内将初始浓度为400 mg·L^-1的阿特拉津完全降解,将初始浓度为10 mg·L^-1的Cr(VI)完全还原;同时,菌株还具有很强的阿特拉津和Cr(Ⅵ)耐受性.菌株AT被鉴定含有trz N、atz B和atz C阿特拉津降解功能基因,将阿特拉津降解为无毒终产物氰尿酸,同时生成乙胺和异丙胺两种代谢副产物,其中,乙胺在溶液中持续积累,而异丙胺则短暂积累再被降解.在复合污染条件下,菌株AT对初始浓度为200 mg·L^-1阿特拉津的降解率为100%,对初始浓度为10 mg·L^-1的Cr(Ⅵ)的还原率为44%.本研究证实了微生物可以利用有机污染物作为氮源实现对重金属的转化,为开发绿色低碳微生物修复技术提供...     

工业有机废气污染治理技术的应用和发展研究

对工业有机废气污染治理技术进行总结和分析,探讨了有机废气污染的成因,论述工业有机废气污染治理技术的应用现状,介绍了催化燃烧、吸附法、微生物处理等邮寄废气治理方法。提出了相应的建议,希望为工业有机废气污染治理提供一定的借鉴。     

典型场地铬(Ⅵ)迁移路径分析及耐铬植物初步筛选

通过对典型铬渣堆存场地铬(Ⅵ)迁移路径分析,说明对含铬(Ⅵ)废物/土壤的处置/修复,阻止铬(Ⅵ)进一步扩散迁移已成为保护地下水资源的当务之急.在实验中初步筛选出高羊茅、芦苇、马特、蓖麻4种耐铬植物,其生长发育受铬(Ⅵ)影响较小,且与微生物协同作用还可有效还原土壤中铬(Ⅵ),为控制铬(Ⅵ)污染场地土壤、地下水污染与大气扬...     

含铬(Ⅵ)废物堆放场所土壤/地下水的污染特点及土著微生物的初步生物解毒实验研究

通过分析含铬 (Ⅵ )废物堆放场所引起的土壤 /地下水污染特点 ,说明含铬 (Ⅵ )废物污染的潜在与长期危害不容忽视。在污染土壤中进行土著微生物的筛选与初步应用实验 ,其中的土著真菌具有较强的还原能力 ,仅用 2 3d就使铬渣浸出液的六价铬浓度从 115 1.2 /mg·L-1下降到 10 .9/mg·L-1,具有良好的生物解毒作用 ,为含铬 (Ⅵ )废物的处置及污染土壤的修复开辟了一条新途径